Nuovi approcci metodologici allo studio delle interazioni tra proteine in matrici complesse: applicazioni al network proteico di cereali

Le proprietà del glutine sono influenzate dalla natura e dal numero di interazioni che avvengono tra le proteine coinvolte. Le caratteristiche intrinseche di gliadine e glutenine rendono tuttavia difficile una chiara e completa identificazione degli aspetti molecolari che sono alla base della formazione del reticolo glutinico. La descrizione delle interazioni proteina-proteina e delle caratteristiche geometriche del reticolo risultante potrebbe consentire di ottenere una migliore comprensione dell’evoluzione del processo di reticolazione, del ruolo dei trattamenti tecnologici, e del rapporto struttura funzione per questa matrice complessa. Lo scopo del presente lavoro è di sviluppare approcci basati sulla chimica delle proteine per ottenere informazioni in merito ai determinanti molecolari che sono alla base delle interazioni tra le proteine di una matrice alimentare, con particolare riferimento al ruolo dei gruppi tiolici cisteinici nella formazione di legami covalenti e nei processi di “disulfide exchange”. Un primo approccio prevede di valutare la reattività dei gruppi tiolici delle diverse frazioni proteiche del frumento tramite l’utilizzo di marcatori fluorescenti. La separazione elettroforetica mono- e bi-dimensionale delle proteine marcate permette di individuare nel pattern proteico totale le proteine aventi gruppi tiolici reattivi (non impegnati in ponti disulfuro e accessibili al solvente). L’approccio descritto è stato utilizzato (i) per evidenziare differenze strutturali nel pattern proteico di linee isogeniche con un modificato rapporto amilosio/amilopectina e (ii) per valutare modificazioni nella mappa, indicativa delle natura delle interazioni intra- e inter-molecolari, in seguito a impastamento e cottura. Un secondo approccio sfrutta la capacità di nanoparticelle d’oro di formare legami covalenti con i gruppi tiolici cisteinici. L’utilizzo di nanoparticelle di diverse dimensioni (comprese tra i 2 e i 200 nm) consente di valutare l’accessibilità dei gruppi tiolici in funzione delle caratteristiche geometriche del reticolo glutinico di materie prime e semilavorati ottenuti da semole e farine. Effettuando la marcatura anche in presenza di agenti dissocianti sarà possibile ottenere informazioni sul ruolo delle interazioni idrofobiche nella stabilizzazione del reticolo glutinico.